本文關(guān)鍵詞：載波相位在提高GNSS接收機(jī)精度中的應(yīng)用研究

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【摘要】：GNSS(Global Navigation Satellite System)全稱就是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),包含了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、GLONASS和GALILEO四種系統(tǒng),它是將全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的多種系統(tǒng)組合進(jìn)行導(dǎo)航定位,并且可以提供衛(wèi)星完備性的檢驗(yàn)信息(Integrity Checking)和導(dǎo)航安全告警信息。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)繼承自20世紀(jì)60年代開創(chuàng)的全新導(dǎo)航系統(tǒng),并且在90年代,達(dá)到了全運(yùn)行的盛行狀態(tài),它的用處體現(xiàn)在軍事以及經(jīng)濟(jì)等等各方面。 本文主要研究使用載波相位提高GNSS接收機(jī)定位精度的方法。 首先,本文介紹了GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),講解了衛(wèi)星定位的基礎(chǔ)知識背景。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)說明了衛(wèi)星定位原理。從衛(wèi)星定位原理中引出了兩個(gè)非常重要的基本距離測量值,偽距測量值和載波相位測量值。然后推出了本文的重點(diǎn),即利用載波相位提高GNSS接收機(jī)的定位精度。 載波相位測量值的精度很高,而偽距測量值的精度就比較粗糙。因此在本文的GNSS接收機(jī)中使用了載波相位測量值來平滑偽距測量值,以達(dá)到提高接收機(jī)定位精度的目的。在本文中就是采用了經(jīng)典的hatch濾波器作為平滑器模型,實(shí)現(xiàn)載波相位平滑偽距的算法。 然而,經(jīng)典的算法中存在著一些弊端。比如初始值產(chǎn)生的誤差,電離層誤差引起的周整模糊度跳變,這些因素都會影響定位精度。因此在本文的實(shí)現(xiàn)中,對這些問題進(jìn)行了深入的分析,并對問題的解決進(jìn)行了深入的探索,取得了一定的成果。最后,論文說明了載波相位平滑偽距狀態(tài)流程,對設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行軟件仿真,驗(yàn)證了載波相位平滑偽距的實(shí)用性與可行性。
【關(guān)鍵詞】：GNSS 定位 載波相位平滑 偽距 hatch濾波器
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 論文研究背景9-12
• 1.1.1 導(dǎo)航系統(tǒng)9-10
• 1.1.2 GNSS系統(tǒng)組成10-12
• 1.1.2.1 GPS10-11
• 1.1.2.2 GLONASS11
• 1.1.2.3 GALILEO11
• 1.1.2.4 北斗11-12
• 1.2 論文研究目的和內(nèi)容12-15
• 1.2.1 論文研究目的12-13
• 1.2.2 論文研究內(nèi)容13-14
• 1.2.3 論文創(chuàng)新之處14-15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 GNSS接收機(jī)定位原理和組成17-36
• 2.1 GNSS接收機(jī)定位原理17-23
• 2.1.1 坐標(biāo)系17-20
• 2.1.1.1 地心慣性坐標(biāo)系(ECI)17
• 2.1.1.2 地心地固坐標(biāo)系(ECEF)17
• 2.1.1.3 WGS-84坐標(biāo)系17-18
• 2.1.1.4 PZ-90.02坐標(biāo)系18
• 2.1.1.5 CGS-2000坐標(biāo)系18
• 2.1.1.6 坐標(biāo)系之間的變換18-20
• 2.1.2 時(shí)間系統(tǒng)20-21
• 2.1.2.1 協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)20-21
• 2.1.2.2 GPS系統(tǒng)時(shí)21
• 2.1.2.3 GLONASS系統(tǒng)時(shí)21
• 2.1.2.4 北斗系統(tǒng)時(shí)21
• 2.1.3 導(dǎo)航定位基本原理21-23
• 2.1.3.1 用戶位置定位原理21-23
• 2.1.3.2 用戶速度計(jì)算原理23
• 2.2 GNSS的組成概況23-26
• 2.2.1 空間部分23-25
• 2.2.2 地面監(jiān)控系統(tǒng)25
• 2.2.3 信號接收機(jī)25-26
• 2.3 GNSS接收機(jī)架構(gòu)26-35
• 2.3.1 GNSS接收機(jī)功能模塊26-33
• 2.3.1.1 射頻模塊27-28
• 2.3.1.2 基帶模塊28-32
• 2.3.1.3 應(yīng)用模塊32-33
• 2.3.2 GNSS接收機(jī)架構(gòu)組成33-35
• 2.3.2.1 GNSS接收機(jī)硬件部分33-34
• 2.3.2.2 GNSS接收機(jī)軟件部分34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 GNSS測量值和誤差36-47
• 3.1 偽距測量值36-39
• 3.1.1 偽距的概念36-38
• 3.1.2 偽距與測距碼相位38-39
• 3.2 載波相位測量值39-43
• 3.2.1 載波相位的概念39-41
• 3.2.2 多普勒頻移與積分多普勒41
• 3.2.3 偽距與載波相位的對比41-43
• 3.3 誤差模型43-46
• 3.3.1 衛(wèi)星鐘差43-44
• 3.3.2 地球自轉(zhuǎn)修正44
• 3.3.3 大氣層延遲44-46
• 3.3.3.1 電離層誤差模型44-45
• 3.3.3.2 對流層誤差模型45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 載波相位平滑偽距的設(shè)計(jì)與分析47-59
• 4.1 偽距與載波相位的組合47-51
• 4.1.1 載波相位平滑偽距原理47-48
• 4.1.2 周整模糊度48-51
• 4.1.2.1 周整模糊度的產(chǎn)生49
• 4.1.2.2 周整模糊度的探測49-51
• 4.1.2.3 周整模糊度的估算51
• 4.2 濾波器模型51-53
• 4.2.1 誤差分析52
• 4.2.2 算法改進(jìn)52-53
• 4.2.2.1 減小誤差52-53
• 4.2.2.2 濾波器系數(shù)53
• 4.2.2.3 可變權(quán)重53
• 4.3 載波相位平滑算法設(shè)計(jì)53-57
• 4.3.1 載波相位的獲取53-54
• 4.3.2 偽距的獲取54
• 4.3.3 初值的獲取54-55
• 4.3.4 系統(tǒng)流程圖55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 聯(lián)合仿真和測試結(jié)果分析59-64
• 5.1 軟件模塊59
• 5.2 仿真結(jié)果59-61
• 5.2.1 未采用初始值平均算法59-60
• 5.2.2 采用初始值平均算法60-61
• 5.3 接收機(jī)實(shí)測結(jié)果61
• 5.3.1 未開啟載波相位平滑偽距的解算結(jié)果61
• 5.3.2 開啟載波相位平滑偽距的解算結(jié)果61
• 5.4 結(jié)果分析61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 附錄68-69
• 致謝69-70
• 作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1125215